Юрский период под ногами. Ледниковые отложения в оврагах Подмосковья Отложения черной глины юрского периода

Мало кому известно, что в Москве есть самый настоящий парк юрского периода. И даже не один. Такими парками с полным правом можно считать Филевский парк и территорию музея-заповедника "Коломенское".

Там, на высоких берегах Москвы-реки, ручьи размывают почву и образуют большие овраги, вскрывая пласты черных юрских глин. Возраст глин - примерно 180 миллионов лет. В те времена на территории нынешней Москвы было мелководное теплое море. И в черных глинах московских лесопарков в большом количестве встречаются окаменевшие обитатели этого моря. В первую очередь - головоногие моллюски - аммониты и белемниты, доминировавшие в юрских морях и вымершие вместе с динозаврами. Спирально закрученные раковины аммонитов с прекрасно сохранившимся перламутром могут стать украшением любой палеонтологической коллекции. Они бывают до двух метров в диаметре, но на территории Москвы, как правило, раковины небольшие - 5-10 см, максимум - 20. Аммониты похожи на своих современных родственников - наутилусов. Любопытно, что аммониты более прогрессивный тип головоногих моллюсков, чем наутилусы, и появились они позже. Но аммониты вымерли, а более примитивные наутилусы до сих пор живут в Тихом и Индийском океанах. О причинах их вымирания, как и вымирания динозавров, у палеонтологов до сих пор нет единого мнения.

Раковины аммонитов очень красивые – перламутровые и разноцветные – с желтыми, розовыми, бирюзовыми и зелеными полосами. Существовало мнение, что столь яркая окраска помогала им в общении с особями своего вида. Но это не так. Перламутровый слой был скрыт внутри раковины, как и у современных наутилусов. Просто у раковин, пролежавших в земле 180 миллионов лет, наружный слой растворился, обнажив красоту лежащего под ним перламутра. А прижизненная окраска аммонитов, как показали найденные во Франции раковины с сохранившимся наружным слоем, была близка к таковой у тех же наутилусов – извилистые полоски по верхней части раковины и светлая однотонная окраска по нижней. При взгляде сверху моллюск сливается с дном, неровным и с тенями от ряби на воде, а при взгляде снизу его трудно разглядеть на фоне светлой поверхности воды и неба. Такая маскировка очень полезна и при нападении – многие аммониты были хищниками, и при защите – множество более крупных хищников были не прочь закусить аммонитом.

Ростры (внутренние раковины) головоногих моллюсков белемнитов в народе именуют "чертовы пальцы". Сейчас они мало кому известны, а лет 40 назад эти «чертовы пальцы» были вполне обычны не только на берегах рек, где их вымывали из склонов паводковые воды, но и в песочницах – тогда для самых разнообразных нужд интенсивно разрабатывались юрские пески. Белемниты были похожи на кальмаров, но в отличие от этих современных головоногих имели не тоненькую пластинку на спинной стороне тела, а довольно мощную раковинку с заостренным концом. Иногда на рострах сохраняются даже отпечатки кровеносных сосудов, подтверждая расположение раковины внутри тела моллюска. В Москве встречаются довольно крупные белемниты, до 20-25 см в длину, очень хорошей сохранности.

Особенно интересны ростры белемнитов с явными следами зубов хищников. Встречаются они очень редко, ведь питавшиеся белемнитами морские рептилии были очень крупными и ели белемнитов целиком, причем целыми стайками за один раз. Так что выскочить из огромной пасти, да еще в слегка укушенном виде удавалось очень немногим особо удачливым моллюскам. Надо сказать, что белемниты отличались очень хорошей способностью к регенерации – известны перекушенные практически пополам ростры, обладатели которых смогли выжить и даже в некоторой степени залечить повреждение.

Главными врагами белемнитов были ихтиозавры и плезиозавры. Непосредственно в Москве находили только небольшие фрагменты костей этих ящеров, но в Московской области, в районе Воскресенска, на фосфоритовых месторождениях того же юрского периода неоднократно встречали целые окаменевшие скелеты ихтиозавров размером 4-5 м. Эти похожие на акул или дельфинов морские ящеры охотились на белемнитов, как современные кашалоты на кальмаров, и были очень распространенным видом в юрских морях Московского региона. Немного реже попадались плезиозавры – морские ящеры с маленькой головой на длинной шее.

В Коломенском и Филях – основных московских «парках юрского периода» палеофауна различается. В Коломенском встречаются более крупные аммониты и белемниты, но их не очень много. Аммониты здесь очень красивые, перламутровые, но мягкие - перламутр на глине. Зато белемниты - крупные и прочные. А в Филевском парке и аммониты и белемниты меньших размеров, зато аммониты там прочные, окаменевшие и хорошо сохраняются. Причина этих различий - разный возраст отложений, вскрытых оврагами. Разделенные всего лишь несколькими десятками сантиметров глины аммониты по времени своей жизни могли быть разделены парой миллионов лет. И там, и там юрский период, но ведь и за несколько тысяч лет природные условия и фауна могут неузнаваемо измениться, что же говорить о миллионах!

Кроме аммонитов и белемнитов в лесопарках Москвы "водятся" и другие представители фауны юрских морей. Это морские ежи, по крайней мере двух видов, с тонкими и длинными шипастыми иглами. Двустворчатые моллюски – их раковины, в отличие от раковин головоногих очень редко сохраняются целиком – чаще всего эти моллюски представлены слепками – внутренними ядрами раковин. Брахиоподы, которые хотя и не были распространены так, как в палеозойскую эру - двустворки уже начали их вытеснение, но еще занимали довольно значительное место в экосистемах юрских морей. В современных морях обитает около 400 видов брахиопод, что не идет ни в какое сравнение с десятками тысяч видов этих животных в морях палеозойской эры.

Но одним только юрским периодом разнообразие окаменелостей в Москве не ограничивается. Встречаются в московских парках, по берегам речек и ручьев и более древние ископаемые.

Кроме юрских глин в московских недрах на относительно небольшой глубине залегают слои известняка каменноугольного возраста. Тогда, в каменноугольном периоде, около 300 миллионов лет назад, на территории современной Москвы было море, как и позже в юрском периоде. И в этом море образовывались залежи известняков и доломитов. Каменноугольный период относится к палеозойской эре, тогда на Земле даже динозавров еще не существовало. Не было и белемнитов, аммониты были немногочисленны, но водная среда все равно была полна жизнью. Брахиоподы, морские ежи и морские лилии, кораллы и рыбы процветали в палеозойских морях.

Непосредственно на территории Москвы выходов известняков нет, тем не менее, окаменелости каменноугольного возраста находят здесь очень часто. Причина этого – в деятельности ледников. Местность, на которой стоит Москва неоднократно оказывалась покрыта мощными слоями льда. Ледники, наступая с севера, перемещались по территории Подмосковья и окружающих регионов, захватывая куски известняка на тех местах, где его залежи выходят на поверхность. Таких выходов в окружающих районах довольно много.

Найденные на территории Москвы окаменелости каменноугольного периода очень прочные – кремневые. В известняках часто циркулируют насыщенные кремнием растворы – если на их пути попадается раковина моллюска или коралл – окаменелость пропитывается этим раствором и становится окремневшей. В коренном залегании таких окаменелостей относительно немного. А в условиях огромного давления, под массами медленно ползущего ледника у обычных известковых окаменелостей нет никаких шансов уцелеть – сохраняются только прочные окремневшие образцы. Вот такой естественный отбор. А уже после таяния ледника, эти окаменелости, смешанные со множеством других камней, оказались в так называемых моренных отложениях, которые теперь размываются ручьями.

Так что в московских «парках юрского периода» можно не только найти красивого перламутрового аммонита, или белемнита, побывавшего в зубах динозавра, но и прикоснуться к куда больше древности. И даже не столь древняя на фоне палеозойских кораллов, маленькая сверкающая раковинка аммонита, извлеченная из глины, до этого момента последний раз видела Солнце более 180 миллионов лет назад, еще в эпоху динозавров.

Александр Мироненко
журнал "Государственное управление ресурсами", №2, 2007

Он один из тех, кто ищет древние окаменелости на берегах московских рек.

180 миллионов лет назад на месте нашего города было теплое мелководное море, в котором кого только не было — от моллюсков до рептилий и динозавров. Когда приходило время, они умирали, опускались на дно. Их кости, панцири, ракушки засыпало илом. Так они долежали до наших дней.

МАШИНА ВРЕМЕНИ. «В городе есть места, где ручьи размывают берега Москвы-реки, образовывая овраги и вскрывая пласты так называемых черных юрских глин», — рассказывает Александр Мироненко , создатель и главный редактор палеонтологического портала ammonit.ru . — В основном они расположены в лесопарковых зонах. В черных глинах в большом количестве встречаются окаменевшие обитатели древнего моря».

По словам Мироненко, в некоторых случаях, особенно по весне и после сильных дождей, окаменелости, или «дохлости», как их называют охотники за палеонтологическими сокровищами, могут выноситься прямо на поверхность. В других случаях приходится немного поработать лопатой или совком.

ЧТО ИЩУТ. «Наиболее распространенные находки — аммониты и белемниты — головоногие моллюски, вымершие в одно время с динозаврами по неизвестной причине, — говорит Мироненко. — Спирально закрученные перламутровые раковины аммонитов могут стать украшением любой коллекции. Да и единичные экземпляры в квартире смотрятся очень красиво».

Белемниты в народе называют «чертовыми пальцами». Они были похожи на кальмаров, но имели мощную раковинку с заостренным концом. В Москве встречаются довольно крупные белемниты, до 20‑25 сантиметров в длину.

«Особенно интересны белемниты с явными следами зубов хищников, такие тоже встречаются довольно часто, — продолжает Мироненко. — Крупные морские рептилии ели белемнитов целиком, целыми стайками за один раз. Так что выскочить из огромной пасти да еще в слегка укушенном виде удавалось лишь особо удачливым моллюскам».

Главными врагами белемнитов были ихтиозавры и плезиозавры. Они также в большом количестве водились в морях Московского региона. Их кости тоже можно найти в столице.

ЗАЧЕМ ИЩУТ. По словам Мироненко, охотников за окаменелостями в Москве всего два-три десятка человек. «Поиск древностей — увлечение на всю жизнь. Сродни охоте, рыболовству, собиранию грибов, — рассказывает Мироненко. — У нас свой азарт».

Есть поисковики, которые копают окаменелости из меркантильных целей. Например, хорошо сохранившаяся раковина крупного аммонита может стоить до пяти тысяч рублей.

Какие ископаемые чаще всего встречаются в столице

Аммониты. Головоногие моллюски, расцвет их пришелся на Юрский период — 400 миллионов, а вымерли 65 миллионов лет назад вместе с динозаврами.

Размер: 5-30 см.

Белемниты. Родст-венники кальмаров. Возникли более 200, а вымерли 65 миллионов лет назад. По внешности и образу жизни очень похожи на современных кальмаров.

Размер: 0,5-20 см.

Брахиоподы. Плеченогие моллюски, царствовали на планете 400 миллионов лет назад в Девонском периоде. Некоторые виды дожили до наших дней.

Размер: До 20 см.

Морские лилии. Это животные, а не растения, появились примерно 450 миллионов лет назад и до сих пор обитают в морях.

Размер: 3-20 см.

Двустворки-рудисты. Двустворчатые моллюски. Необычны тем, что их раковины по форме очень похожи на кораллы. Вымерли еще до появления на Земле динозавров.

Размер: До 40 см.

Морские ежи. С виду это колючие шарики диаметром 2-30 сантиметров. Эти придонные животные появились на Земле более 400 миллионов лет назад.

Размер: 3-20 см.

Зубы акулы. Встречаются реже других ископаемых. Море на территории Московского региона возникало несколько раз. Последний раз это было 83‑86 миллионов лет назад. Оно было мелкое и теплое. И в нем обитали акулы размером до 3 метров. Размер: 2-12 см.

Где больше шансов найти окаменелости

Карамышевская набережная. Перед шлюзами на склоне над берегом реки. Что находят: Аммонитов, брахиоподов, иглы морских ежей, зубы рыб и рептилий.

Нижние Мневники. На полуострове за Карамышевским мостом вдоль русла Москвы-реки располагаются очень старые и сильно заросшие отвалы. Что находят: Белемнитов и морских ежей.

Москворечье. На правом берегу реки между железнодорожной станцией Москворечье (недалеко от метро «Каширская») и Братеевским автомобильным мостом в оврагах. Что находят: Аммонитов, зубы акул.

Река Шмелёвка

Обнажение юрских глин на реке Шмелёвке, на территории Москвы, расположено очень удобно — меньше чем в десяти минутах от метро «Красногвардейская». Что находят: Крупных аммонитов диаметром более 30 сантиметров.

Филевский парк (Кунцево). Очень перспективное место с точки зрения поиска окаменелостей. Что находят: Белемнитов, частички перламутра от раковин аммонитов, фрагменты панцирей раков, зубы и позвонки рыб. Пару лет назад там нашли даже челюсти и другие фрагменты скелета небольшого ихтиозавра.

Капотня. Один из самых перспективных участков на территории столицы. В районе Капотни на берегу Москвы-реки есть обнажение юрских глин, в которых сохранились окаменелости. Что находят: Аммонитов, зубы и фрагменты позвонков доисторических рептилий.

Отвал у метро «Юго-Западная». Район Тропарево-Никулино у реки Смородинка. Некторое время сюда долго свозили грунт с котлована какой‑то стройки. Оказалось, что там большое количество юрских глин. Что находят: Аммонитов, белемнитов, двухстворок, брахиоподов, гастроподов, остатки позвоночных, окаменевшие деревья.

Отвал на Варшавском шоссе. Юрские глины на газонах и клумбах на пересечении Варшавского шоссе с улицей Подольских курсантов. Местонахождение временное, отвалы юрских глин использовались в качестве грунта для озеленения территории после реконструкции шоссе.

Что находят: Аммонитов, белемнитов, двустворок и гастроподов.

Дело было в прошлом году. Прослышав, что в Филевском парке можно разжиться окаменевшей фауной в виде белемнитов, аммонитов и т.п., решил предпринять туда вылазку. Скачал из сети информацию, дождался хорошей погоды на выходных, взял Жену и дочку и поехал.

Филевский парк расположен в Москве, в западной части города, вдоль правого берега Москвы-реки. Высокий заросший лесом берег прорезан множеством оврагов, по которым стекают ручейки. Часть оврагов вскрывают слои черных юрских глин. Эти глины относятся к верхней части волжского яруса верхней юры (J3V3). Под этими слоями залегают более древние слои среднего волжского яруса (J3V2), похожие на те, что выходят на поверхность в Коломенском и на реке Шмелёвке. К сожалению, сейчас они практически недоступны, но до постройки набережной окаменелости из этих слоев в Филях попадались.

Самыми распространенными окаменелостями Филевского парка являются ростры белемнитов. Они невелики - длиной от 1 до 10 сантиметров. Некоторые белемниты очень красивые, извлечь их из глины не сложно. Много ростров раньше попадались в самих ручьях, но сейчас, в связи с возросшей популярностью этого места, на поверхности что-либо найти удается очень редко. Впрочем, если присмотреться, можно заметить, что песок на дне ручьев переливается всеми цветами радуги - это сверкают частички перламутра от раковин аммонитов.

Аммониты в юрских отложениях Филевского парка встречаются довольно часто. К сожалению, большинство раковин, находящихся в глине, очень сложно извлечь - они представляют собой просто слои перламутра в разжиженной глине. Но, к счастью, в глине попадаются слои небольших фосфоритовых конкреций, а в них раковины аммонитов - практически идеальной сохранности. Внутри совершенно нетронутые тонкие перегородки между камерами, можно рассмотреть сифон, прекрасно сохраняется перламутр.

Чаще всего в Филях встречаются аммониты Garniericeras catenulatum и различные виды рода Kachpurites, хотя есть и аммониты других родов. Эти филевские аммониты небольшие - до 7-8 сантиметров, но одни из самых красивых окаменелостей московского региона. Кроме головоногих моллюсков в глине можно найти иглы морских ежей как минимум двух видов, раковины двустворчатых моллюсков и брахиопод. Изредка попадаются фрагменты панцирей раков, зубы и позвонки рыб, есть информация о находке там фрагмента челюсти небольшого ихтиозавра .

Добираться до «аммонитовых» оврагов лучше всего со станции метро Кунцевская. Один из самых крупных оврагов, в котором встречается палеофауна, очень просто найти - в результате его деятельности в русле Москвы-реки образовался большой конус выноса. На этом конусе тоже попадаются обломки белемнитов, а вот хрупкие раковины аммонитов сюда уже не доплывают, их надо искать в самом овраге и глинах.

Парк поразил нас своими циклопическими оврагами, продираясь по которым можно легко представить себя где-то в дебрях Вьетнама, настолько раздольно здесь чувствует себя всяческая ботва. По овражной сети журчат многочисленные ручейки, вытекающие из-под гигантского обрыва над рекой Москвой. Здесь же наблюдается немерянно всяческих представителей из рода хомо, расположившихся на лоне природы с шашлычком, пивом и водочкой отдохнуть после трудовых будней.
Нам нужна была пара оврагов, где ручьи прорезали толщу юрских глин и постоянно вымывают из них окаменелости. Нужные овраги обнаружили практически сразу. Особенно интересным оказался овраг расположенный чуть ниже по течению. К тому же он находился в относительной удаленности от караванных троп, по которым в несметных количествах слонялись отдыхающие.
Периодически проход по оврагу перекрывали упавшие деревья. Дно ручейка, как нам и было обещано, все переливалось и играло на солнце от размолотого перламутра с раковин аммонитов. Дойдя собственно до обнажения юрских глин (очень похоже на чернозем) впали сначала в шок, а потом в охотничий азарт. Сказать, что окаменелостей было много - значит соврать. Их было МОРЕ!

Выходы юрских глин в овраге.

Ростры белемнитов в ручье.

Преобладали ростры белемнитов в разной степени сохранности. От сантиметровых до вполне приличных десятисантиметровых и даже немного более. Также встречались фрагменты аммонитов (к сожалению, целые раковины там попадаются достаточно редко). Ну и еще были двустворки, брахиоподы и иглы морских ежиков. Кстати, не ожидал что они настолько мелкие, так что поначалу, просто, не замечал. Вылезли из ручья только часа через два, как принято говорить «усталые, но счастливые». А вот обратно в горку забираться с дочкой спящей в специальном рюкзаке было ох как тяжко!

"Вперед и вверх, а там..."

→ Строительство зданий на юрских глинах
"Основание, фундаменты и механика грунтов" - 2000, №3
© Р.С.Зиангиров, Ю.П.Крылов, И.А.Николаев, Е.А.Сорочан,

ОПЫТ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ
НА ЮРСКИХ ГЛИНАХ В МОСКВЕ

Инженерно-геологические изыскания (ИГИ) на строительных площадках являются первым и важным звеном в цепи строительного производства: изыскания - проектирование - строительство - эксплуатация - реконструкция.
Важность ИГИ в том, что параметры геологической среды определяют рациональный тип фундамента, условия строительства и эксплуатации, надежность зданий и сооружений. В случае неполноценных материалов ИГИ, неполного учета параметров геологической среды при проектировании, ошибок при строительстве возникают недопустимые деформации, осложняющие эксплуатацию сооружения.

Как правило, основная часть аварийных ситуаций (неравномерные осадки, крены, трещины в конструкциях и т.п.) являются следствием ошибок, допущенных при изыскании, проектировании и возведении фундаментов. Этому способствует многообразие инженерно-геологических условий (ИГУ) площадок даже на хорошо освоенных территориях, что исключает автоматическое применение накопленного в других районах опыта или безупречных теоретических решений. ОовТОНу при выборе проектных решений по устройству фундаментов всегда необходимо искать оптимальное решение, которое учитывает ИГУ каждой конкретной строительной площадки не только на момент проведения изысканий, но и их изменения в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений.
Весьма поучительным примером являются аварийные ситуации в некоторых зданиях одного из районов массовой жилой застройки Москвы (Братеево, 1996 г.).
Территория микрорайона расположена в пределах Братеевского холма, занимающего водораздельное пространство между руслом р.Москвы и ее притока - р.Городня. Холм, сложенный четвертичными песчано-глинистыми отложениями, подстилаемыми меловыми и юрскими глинами и песками, представляет собой часть древней аллювиальной террасы р.Москвы, поверхность которой круто снижается к р.Москве И более пологой - к р.Городня (рис.1).
Основными факторами, определяющими ИГУ территории, являются песчано-глинистые водовмещающие слои четвертичной и меловой систем и подстилающие их юрские глины. Последние образуют региональный водоупор и отделяют нижние напорные воды в известняках карбона от верхних поверхностных вод в песчано-глинистых отложениях.
По внешнему облику, составу и структуре юрские глины достаточно однородны и образуют толщу горизонтально залегающих слоев. Они имеют темно-серую, почти черную окраску, часто известковистые, с тонкими прослоями глауконитовых песков и фосфоритовых желваков, обломками аммонитов и белемнитов. Физико-механические свойства юрских глин приведены в таблице.


В песчано-пылеватой фракции глин преобладают обычные породообразующие минералы; кварц, карбонаты кальция и глауконит, небольшое количество слюды; в глинистых фракциях (частицы < 0,005 мм) - смешанно-слойные минералы и монтмориллонит (до 60-70%), органическое вещество и карбонаты кальция. Большое содержание пластинчатых глинистых минералов с раздвижной кристаллической решеткой и органического вещества определяет высокую дисперсность глин, их гидрифильность и наличие коагуляционно-цементационных структурных связей. Микроструктура юрских глин - ориентированно тонкослоистая.
Все эти особенности вещественного состава и структуры определяют специфические физико-механические свойства юрских глин - способность к набуханию, низкие значения угла внутреннего трения, способность к длительным деформациям, слабое восстановление разрушенных структурных связей, а также малую водопроницаемость и анизотропность. Высокая дисперсность и гидрофильность этих глин объясняет сравнительно слабое их уплотнение в условиях естественного залегания - на глубине 15...20 м коэффициент пористости больше 0,9.
Для массива юрских глин характерно увеличение сопротивления статическому зондированию с глубиной от 1 МПа в верхних слоях до 3,5 МПа на глубине 20 м, с отдельными отскоками до 5…6 МПа в прослоях песков и фосфоритов. Такая разница в значениях сопротивления зонду в верхних и нижних слоях юрских глин свидетельствует о наличии в верних слоях на контакте с водовмещающими песками и супесями глин мягкопластичной консистенции. С глубиной консистенция глин последовательно изменяется от тугопластичной до полутвердой. Наличие же в кровле глин мягкопластичных разновидностей связано со снятием покровных отложений при планировании территории, что привело к изменению природного давления и разуплотнению глин. Так, снятие слоя грунта толщиной до 16 м привело к разгрузке нижележащих слоев грунта и изменению напряженного состояния примерно на 0,3 МПа. В результате упругого разуплотнения образовалось большое число мелких трещин. Взаимодействие разуплотненных верхних слоев глин с водой привело к их набуханию и изменению консистенции, что обусловило заметное снижение модуля деформации по сравнению с неизмененными глинами в природном залегании, испытывающих давление от вышележащих слоев грунта.


Кровля юрских глин неровная - имеются локальные понижения, не только замкнутые округлые, но и ложбинообраэные, вытянутые вдоль склона по направлению к р.Городня. По кровле глин движется маломощный поток подземных вод в сторону р.Городня, который застаивается в понижениях и взаимодействует с глиной, вызывая ее набухание, и обусловливает ее мягкопластичное состояние. При отрытии котлована в глине этот поток подземных вод может его заполнить.
Особенностью юрских глин как массива является наличие в их толще слоев супесей и песков, содержащих свободную воду, которая не связана с общим горизонтом подземных вод. Мощность этих прослоев небольшая, но их воды совместно с водами, текущими по кровле глин, могут привести к осложнению и задержке земляных работ, если не будут предусмотрены водоотлив и своевременное осушение котлована, необходимое перед устройством фундамента.
Для массива юрских глин характерна также тонкая общая трещиноватость и блочность, особенно ярко выраженная в верхних слоях разреза, а также наличие зеркал скольжения, ориентированных под углами 45 и 90°. Эти особенности строения массива глин могут определять их устойчивость в откосах глубоких котлованов или стен И кровли подземных выработок, а также повышенную водопроницаемость по сравнению с водопроницаемостью более глубоких слоев.
В вертикальном разрезе для массива юрских глин характерно наличие однородных по составу и свойствам пластов мощностью 0,2-1,5 м, которые отличаются друг от друга по дисперсности и плотности, а также слоев песков и фосфоритов. Эта особенность строения, на первый взгляд в однородной глинистой толщи, может осложнять устройство подземных выработок и глубоких котлованов, так как сопротивление сдвигу разных по глинистости прослоев может быть различным. Так, угол внутреннего трения изменяется от 7…8° для прослоев жирных глин до 15…17° для более песчаных разностей.
Результаты изысканий (см. таблицу), выполненных Мосгоргеотрестом в 1995 г. в Братеево, были достаточно благоприятными, чтобы запроектировать фундаменты зданий на естественном основании путем устройства в неглубоком котловане либо сплошной железобетонной плиты, либо поперечных лент из фундаментных подушек. Прогнозируемая конечная осадка для большинства 17-этажных жилых зданий не превышала предельных значений по СНиП 2.02.01-83. Неравномерные осадки и крены зданий также не превышали нормативных значений.
Перед застройкой микрорайона во второй половине 1995 г. был удалей слой грунта до кровли юрских глин, и отрыт котлован на полную глубину. Однако строительство было начато только через 4…5 мес. Котлованы длительное время были заполнены водой, грунты основания набухли, а при наступлении морозов промерзли.
Рассмотрим случаи аварийных ситуаций, приведших к задержке строительства и начала эксплуатации зданий.
Жилой 17-этажный крупнопанельный дом Л?3 имеет фундамент в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 60 см с рабочими швами. В основании залегают темно-серые юрские глины. Под углом дома выявлены водонасыщенные пластичные супеси, заполнившие промоину в кровле юрских глин.
Здание, имевшее П-образную форму в плане (рис.2), возводилось в несколько этапов. Сначала был смонтирован цокольный этаж всего дома, а затем приступили к строительству первой очереди.
Первые признаки неравномерных осадок появились после монтажа пяти этажей. Однако строители не придали должного значения этим де4юрмациям, продолжая быстрыми темпами возводить здание, корректируя при этом подкладками отклонения стен от вертикали. По окончании строительства первой очереди давление по подошве плиты составило 0,2 МПа, а под остальной частью дома 0,015 МПА, т.е. на порядок меньше.
После того, как были обнаружены трещины в конструкциях цокольного этажа, главным образом в месте сочленения смонтированной 17-этажной части здания и цокольного этажа остальной части, строительство было приостановлено и организовано наблюдение за деформациями здания, были также проведены дополнительные инженерно-геологические изыскания.
Наибольшие осадки фундамента (до 17.4 мм за 5 мес.) наблюдались в шестой секции, примыкающей к недостроенной части дома, фундамент которого располагался на мягких супесях, заполнявших понижение в кровле юрской глины (см. рис.2). Осадки секций дома, опирающихся на глины, не превышали 3…6 мм. Максимальный крен (126...146 мм) наблюдался в части дома, претерпевшей наибольшую осадку. К концу периода наблюдения (октябрь 1996 г.) осадки и крены всех секций стабилизировались. При этом фактически имело место кручение здания (рис.3, 4).
Изучение сопротивления статическому зондированию показало, что свойства суглинков и супесей, заполняющих понижение, в кровле юрских глин были заметно ниже, чем под краевыми частями фундамента, опирающегося на юрские глины. Для суглинков сопротивление грунта конусу составляло примерно 0,5 МПа, модуль деформации 0,8...1,0 МПа, тогда как для юрских глин он превышал 3 МПа. Неоднородность грунтов основания и обусловила неравномерную осадку здания.
Сопоставление результатов статического зондирования 1995 и 1996 гг. грунтов, залегающих на одних и тех же абсолютных отметках, показало, что примерно в течение года сопротивление статическому зондированию юрских глин снижалось в 2...5 раз в слое мощностью до 1,8 ..2 м. При этом общая мощность разуплотненных глин достигала 5 м. После уплотнения слабых и набухших слоев грунта наступила стабилизация осадок здания.
Тем не менее, грунты основания были закреплены путем инъекции песчано-цементного раствора под давлением до 13 атм в скважины глубиной 6 м, что привело к подъему части дома, не изменив в последующем характера протекания осадки во времени. Так, осадка после возведения корпуса составила 6,0 мм (см. рис.2); подъем корпуса в результате нагнетания цемента - 12,0 мм, а осадка его после завершения нагнетания 7,8 мм.
Таким образом, причиной неравномерной осадки и крена некоторых секций дома №3 явилась неоднородность фунтов основания.
Вторая очередь дома №3 была возведена через 5...6 мес. Наблюдения показали, что средняя осадка составила 41,4 мм при разбросе значений от 22 до 53 мм. Такая осадка обусловлена уплотнением набухшей юрской глины, длительное время находившейся без пригрузки.
Другой жилой 17 этажный двухсекционной крупнопанельный дом №3а возводился на монолитной железобетонной плите толщиной 60 см. В основании фундамента дома залегали юрские глины, однако под одной их краевой частью не были полностью пройдены насыпные грунты (-0,9 м). Как и в предыдущем случае, грунты основания долгое время подвергались увлажнению в отрытом котловане. После монтажа цокольного этажа при давлении под подошвой фундамента 0,015 МПа в отдельных местах появились волосяные трещины в панелях и плитах перекрытия, что обусловило прекращение строительства.
Геодезические наблюдения показали (рис. 5), что в зимний период и после оттаивания грунта основания происходил неравномерный подъем здания с появлением трещин в его конструкциях, причиной которого явилось воздействие двух факторов - пучения и набухания юрских глин.
Для упрочнения грунта основания через пробуренные скважины под давлением был закачан цементный раствор, по аналогии с усилением грунта под домом № 3, что привело к подъему сооружения (70...80 мм по некоторым маркам). После возведения 17 этажей начался процесс осадки, которая в среднем составила 40 мм, что сопоставимо с осадками второй очереди дома № 3. Это свидетельствует о том, что нагнетание цементного раствора в плотные юрские глины не вызывает заметного изменения деформационных свойств зтих глин.
В процессе закачивания цементного раствора наблюдался (см. рис.5) неравномерный подъем всего здания с образованием крена. По завершении закачивания крен в продольном направлении вдоль стены 1-1 достигал величины - 0,005, стены 2-2 - 0,0031, а в поперечном направлении соответственно 0,0025 и 0,0011, т.е. не превысили предельных значений крена по СНиП 2.02.01-83.
По окончании работ по усилению основания во время монтажа надземной части здания наблюдалась интенсивная осадка фундамента, (наибольшая величина которой составила 55 мм) аналогичная осадке дома №5, где не проводилась цементация грунта основания. Следует отметить, что в процессе осадки крен здания не увеличился.
Жилой 17 этажный дом №1 имел ленточные фундаменты шириной 3,2 м из типовых железобетонных фундаментных плит. Стены технического подполья выполнены из железобетонных панелей, основанием фундаментов служат юрские глины.
После монтажа дома в одной из секций в несущих панелях обнаружены субвертикальные трещины. Замеренные осадки отдельных фундаментных плит достигали 50 мм. Вскрытие фундаментов шурфами, пройденными из подвала, показало наличие понижений в кровле юрской глины, заполненных песком и глиной нарушенной структуры Таким образом, причиной деформаций явилось отрывка котлована в локальных местах ниже требуемой отметки с последующей подсыпкой грунтом без его уплотнения.

Многосекционный 17-этажный жилой дом №5 был запроектирован также на ленточных фундаментах шириной 3,2 м из типовых железобетонных блоков. После строительства цокольного этажа в отдельных стеновых панелях и плита;: перекрытия были обнаружены волосяные трещины, причиной появления которых явилось набухание и пучение юрской глины, служащей основанием фундаментов лома. Отдельными экспертами предлагалось также закрепить грунты путем закачивания цементного раствора по аналогии с домом № За. Однако в дальнейшем было принято предложение авторов о продолжении строительства без закачивания раствора в грунт основания Из рис. 6, на котором приведены осадки марок, установленных на доме, видно что после окончания строительства осадки резко уменьшились, и не превышали 60 мм. При этом максимальная неравномерность деформации составила 0,0006 при допустимой осадке 100 мм и относительной разности 0,0016. Строительство дома №5 подтвердило возможность применения традиционных фундаментов на естественном основании, представленном юрскими глинами в коренном залегании.

Выводы
I. Юрские глины в условиях естественного залегания служат надежным основанием зданий и сооружений, обладают достаточной прочностью и малой сжимаемостью. Отрицательными качествами их являются пучение и набухание, поэтому необходимо предотвратить это явление в отрытых котлованах. В частности, следует исключить перерывы в строительстве, и не оставлять на длительный период глины без пригрузки. Мощность измененного слоя юрских глин в результате разгрузки, промерзания, оттаивания и набухания в течение одного года может достигать 4...5 м.
2. Осадка 17-этажных домов на плитном или ленточном фундаменте, возведенном на юрских глинах, не превышает 8 см, а крен находится в допустимых пределах.
3. Нагнетание в основание построенных зданий песчано-цементной смеси приводит к подъему здания, не изменяя в последующем величины и характера протекания осадки.

Есть ли в Москве "парки юрского периода", или это очередные фантазии моего друга?

Филевский парк. Ручей с выходами юрских глин: из-за оползней деревья наклонились.

Иглы морских ежей. Юрский период.

Два аммонита. Видны перегородки внутри раковин.

С. ПРОКОФЬЕВ (Москва).

Действительно, в некоторых московских лесопарках можно соприкоснуться с такой древностью, которую и представить себе трудно, с временами, когда по Земле еще бродили динозавры. Такими "парками юрского периода" с полным правом можно считать Филевский парк и территорию музея-заповедника "Коломенское".

Там, на высоких берегах Москвы-реки, ручьи размывают почву и образуют большие овраги, вскрывая пласты черных юрских глин. Возраст глин - примерно 180 миллионов лет. В те времена на территории нынешней Москвы было мелководное теплое море. И в черных глинах московских лесопарков в большом количестве встречаются окаменевшие обитатели этого моря. В первую очередь - головоногие моллюски - аммониты и белемниты, доминировавшие в юрских морях и вымершие вместе с динозаврами. Спирально закрученные раковины аммонитов с прекрасно сохранившимся перламутром могут стать украшением любой палеонтологической коллекции. Они бывают до двух метров в диаметре, но на территории Москвы, как правило, раковины небольшие - 5-10 см, максимум - 20. Аммониты похожи на своих современных родственников - наутилусов. Что любопытно, аммониты более прогрессивный тип головоногих моллюсков, чем наутилусы, и появились они позже. Но аммониты вымерли, а более примитивные наутилусы до сих пор живут в Тихом и Индийском океанах.

Ростры (внутренние раковины) моллюсков белемнитов в народе именуют "чертовы пальцы". Белемниты были похожи на кальмаров, но в отличие от этих современных головоногих имели не тоненькую пластинку на спинной стороне тела, а довольно мощную раковинку с заостренным концом. Иногда на рострах сохраняются даже отпечатки кровеносных сосудов, подтверждая расположение раковины внутри тела моллюска. В Москве встречаются довольно крупные белемниты, до 20-25 см в длину, очень хорошей сохранности.

В Коломенском и Филях палеофауна различается. В Коломенском встречаются более крупные аммониты и белемниты, но их не очень много. Аммониты здесь очень красивые, перламутровые, но мягкие - перламутр на глине. Зато белемниты - крупные и прочные. А в Филевском парке и аммониты и белемниты меньших размеров, зато аммониты там прочные, окаменевшие и хорошо сохраняются.

Судя по всему, яркая радужная окраска аммонитов служила для привлечения особей противоположного пола и опознания особей своего вида. Их перламутр имеет зеленоватый, красноватый, розоватый оттенки, иногда с желтой полосой по центру раковины. В воде аммониты смотрятся значительно ярче, это и неудивительно, ведь они жили в воде и в воздушной среде могли оказаться разве что выброшенные штормом, но тут им было не до общения между собой.

Кроме аммонитов и белемнитов в лесопарках Москвы "водятся" и другие представители фауны юрских морей. Это морские ежи по крайней мере двух видов, с тонкими и длинными шипастыми иглами. Двустворчатые моллюски и брахиоподы, которые хотя и не были распространены так, как в палеозойскую эру, но еще занимали довольно значительное место в экосистемах юрских морей. Раз есть моллюски, значит, должны быть и те, кто ими питался. А именно - динозавры. В Москве их пока не находили, но в Московской области, в районе Воскресенска, на фосфоритовых месторождениях того же юрского периода неоднократно встречали окаменевшие скелеты ихтиозавров размером 4-5 м. Эти похожие на акул или дельфинов морские ящеры охотились на белемнитов, как современные кашалоты на кальмаров, и были довольно распространенным видом в юрских морях Московского региона. Так что в любой момент из склона оврага может показаться черная каменная кость динозавра.

Впрочем, динозавров в Москве все-таки находили. По некоторым данным, при строительстве моста через Москву-реку в районе Братеева нашли скелет маленького летающего ящера - птеродактиля. Это очень редкая находка - судя по всему, ящер после смерти упал в воду и был быстро занесен илом.

Но динозавры - все-таки редкость. А вот найти аммонита или белемнита не так уж сложно. И ведь извлеченная из глины сверкающая раковинка до этого момента последний раз видела Солнце более 180 миллионов лет назад, еще в эпоху динозавров.